PC ilə Real Dünya Cihazlarını İdarə Edin: 15 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Bu Təlimat, bir PC və mikro nəzarətçi ilə necə əlaqə quracağınızı göstərir. Bu demo bir qazanın və ya hər hansı bir analoq girişin dəyərini hiss edəcək və eyni zamanda bir servoya nəzarət edəcək. Ümumi dəyəri servo ilə birlikdə 40 dollardan aşağıdır. Servo bir mikro açarı və sonra mikro açar bir lampanı yandırır. Praktik bir tətbiqdə qazan bir temperatur sensoru ola bilər və servo bir qızdırıcı aça bilər. Servo bir röle və ya başqa bir güc tənzimləyicisi ilə əvəz edilə bilər. Picaxe, sadələşdirilmiş bir versiyada proqramlaşdırılmışdır və interfeys VB. Net istifadə edir. Bütün proqramlar pulsuz olaraq əldə edilə bilər. Əlaqəli Təlimat iki mikrokontrolörün internet vasitəsilə necə əlaqələndiriləcəyini göstərir

Addım 1: hissələri toplayın

Parça siyahısı: Picaxe 08M çipi, Rev Ed https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ (İngiltərə), PH Anderson https://www.phanderson.com/ (ABŞ) və Microzed daxil olmaqla bir çox mənbədən əldə edilə bilər. https://www.microzed.com.au/ (Avstraliya) Protoboard, servo, mikro açar, 9V batareya, 4xAA batareyalar və tutacaq, etiket şeridi, 10k rezistor, 22k rezistor, 33uF 16V kondansatör, 0.1uF kondansatör, 7805L aşağı güc 5V tənzimləyici, 10k qazan, tellər (bərk nüvəli telefon/məlumat teli məsələn Cat5/6), 6V ampul, D9 dişi yuva və qapaq, 2 metrlik 3 (və ya 4) nüvəli məlumat teli, batareya klipləri serial portu olmayan noutbuklar üçün faydalıdır. Bəzi USB cihazlarının digər cihazlarla eyni dərəcədə yaxşı işləmədiyini və picaxe çipləri ilə sınaqdan keçirildiyi üçün yuxarıdakı təchizatçılardan birini almağa dəyər olduğunu qeyd etmək lazımdır. İşlədiyi bilinən https://www.rev-ed.co.uk/docs/axe027.pdf Əlbəttə ki, kompüterinizin bir seriyalı portu (və ya köhnə bir serial port kartı) varsa, bu olmayacaq. məsələ olsun.

Addım 2: Bəzi Proqramları Yükləyin və Qurun

VB. Net və picaxe nəzarətçi proqramına ehtiyacımız olacaq. VB. Net (Visual Basic Express) https://msdn2.microsoft.com/en-us/express/aa718406.aspxBu link işləmirsə axtarış edin Google -da: vizual əsas ekspres yükləmə Picaxe proqramını https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ ünvanından əldə etmək olar Yükləməni əldə etmək üçün microsoft -da qeydiyyatdan keçməli olacaqsınız - bu problem olarsa saxta e -poçt istifadə edin ya da bir şey. Bəzən yeniləmələr göndərdikləri üçün əsl e -poçtumu verməyi faydalı hesab etdim.

Addım 3: Yükləmə dövrəsi yaradın

Bu yükləmə sxemində bir picaxe çipi, bir neçə rezistor, bir tənzimləyici və 9V batareya istifadə olunur. Daha çox məlumat picaxe sənədlərində mövcuddur və bütün hissələr təhvil verildikdən sonra qurulması bir neçə dəqiqə çəkməlidir.

Əlavə edə bilərəm ki, pikaxlar 3 AA batareyada xoşbəxt işləyir. 5V tənzimlənən təchizat, analog gərginliklərin işləməsi üçün faydalıdır, çünki istinad gərginliyi dəyişmir, lakin sadə açma/söndürmə sxemləri üçün tənzimlənmiş təchizata ehtiyac yoxdur. Bu vəziyyətlərdə 5V reg istisna edilə bilər.

Addım 4: Yükləmə Dövrünün Protoboard Layoutu

Bu fotoşəkildə sadəcə D9 fişi olan və bir neçə metrlik çoxnüvəli bir kabel olan yükləmə kabeli göstərilir. Əksər müasir kompüterlərdə D9 seriyalı port bağlantısı var. Təxminən 1998 -ci ildən əvvəl qurulmuş bir kompüterdə 25 pinli konnektor ola bilər. Təxminən 1 sm möhkəm nüvəli teli çevik tellərin ucuna lehimlədim və sonra ətrafına istilik payı qoydum - möhkəm nüvəli tellər çevik tellərdən daha yaxşı bir protoboya daxil olur.

Addım 5: Picaxe Proqramını yükləyin

Yükləmək üçün mavi oxu vurun. Yüklənmirsə, picaxe təlimat kitabçasında bəzi ayıklama təklifləri var. Çipin işini yoxlamaq üçün bir led açmaq və söndürmək üçün sadə bir proqram yükləməyə cəhd edə bilərsiniz. Bu proqram, kompüterə bağlanana qədər heç bir şey etməz, çünki kompüterdən bir şey göndərməsini gözləyir. Tamam yüklənirsə, işləyir və çip proqramlaşdırılır və növbəti addım çipi serial interfeys çipi olaraq yenidən konfiqurasiya etməkdir.

Aşağıdakı kodu kopyalayın və yapışdırın. Rəng sintaksisi ilə baxmaq üçün Görünüş/Seçimlər/Redaktora baxın. Rəng konvensiyaları VB. Net main -a bənzəyir: serin 3, N2400, ("Məlumat"), b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13 oxunur 1, b1 'qazanı oxuduqdan sonra bu geri göndərmə 0, N2400, ("Məlumat", b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13) seçin halda b0 'məlumatları oxumaq bit b0 halda <140' əgər <140 sonra servo bir mövqeyə qoyun servo 2, 120 pauza 1000 'bir saniyə başqa bir servo 2, 160 fasilə 1000 son seçimi aşağı 2' serini hər halda olduğu kimi söndürün əsas var

Addım 6: Dövrəni Serial İnterfeys Dövrü olaraq yenidən qurun

Pikaks dövrəsində iki incə dəyişiklik edildi. Əvvəllər 2 -ci ayağa gedən 22k müqavimət indi 4 -cü ayağa gedir. Ayaq 2 -nin yeganə məqsədi kompüterdən proqramlaşdırma məlumatlarını almaqdır, belə ki çip proqramlaşdırıldıqdan sonra yerə bağlana bilər. Səhvləri düzəltmək üçün çipi proqramlaşdırmağa qayıdırsınızsa, 2 -ci ayağı yerdən ayırın və 22k -nı 2 -ci ayağa bağlayın.

Bir qazan əlavə edildi və servo əlavə edildi. Servo həqiqətən lazım deyil və bir led və 1k rezistor yaxşı işləyəcək və/və ya qoşulmaq istədiyiniz hər hansı bir dövrə. Ekranda bir şeyə basmağın nəyinsə hərəkətə gətirə biləcəyini göstərmək üçün sadəcə bir servo istifadə etdim. Servo öz enerji təchizatı ilə işləyir. Pikaks yalnız LEDləri açıb söndürsəydi, bu ayrı enerji təchizatına ehtiyac olmazdı. Picaxe hazırdır - indi VB koduna ehtiyacımız var.

Addım 7: Bəzi VB Arayüz Kodu yazın

VB. Net quraşdırıldıqdan sonra onu işə salın və Fayl/Yeni Layihə seçin və Windows Tətbiqi seçin. Başlanğıcda Fayl/Hamısını Saxla düyməsini basıb istədiyiniz yerə saxlaya bilərsiniz və sonra gələcəkdə ya layihəyə VB. Net -dən başlaya bilərsiniz və ya yaradılacaq.sln faylına tıklayaraq.

Addım 8: VB. Net Formasını tərtib edin

VB, Form1.vb adlı yeni bir boş forma yaradır. Layihə sadədirsə bunun adını indi və ya sonra dəyişə bilərsiniz və ya sadəcə Form1 olaraq tərk edə bilərsiniz. Onu olduğu kimi buraxacağıq. Nəzarət əlavə etmək üçün yaşıl dairədə olan alətlər qutusunu açmalıyıq. Alət qutusu lazım olduqda açıla və bağlana bilər - adətən ilk addım idarəetmələri əlavə etmək, sonra alət qutusunu bağlamaq və kod üzərində işləməkdir. Həmişə açıq buraxa bilərsiniz, ancaq bir az ekran alır.

Addım 9: Taymer əlavə edin

Alət qutusunu aşağıya fırladıq və bir taymer seçdik. Taymeri əlavə etmək üçün iki dəfə vurun. Ekranın altındakı Timer1 adlı bir saatın şəkli və sağda timer xassələri vurgulanır. Bunları redaktə edə bilərsiniz və ya kodun mətn hissəsində dəyişdirə bilərsiniz. Onları olduğu kimi qoyub mətnin gövdəsində dəyişdirəcəyik.

Bir tərəfdən, alət qutusu bir az çətin görünür, lakin əksər proqramlar üçün yalnız bir neçəsinə ehtiyac var - bunlara Düymələr, Mətn qutuları, Etiketlər, Taymerlər, Şəkil qutuları, Onay qutuları və Radio qutuları daxildir. Ola bilsin ki, yeni bir proqram açsın və bir neçə dəfə oynayaq.

Addım 10: Bir neçə düymə əlavə edin

Düymə alətinə vurun və Form1 -də düymənin ölçüsünü çəkin. İki düyməyə, bir şəkil qutusuna və bir etiketə ehtiyacımız olacaq. Davam edin və bunları əlavə edin - növbəti ekran görüntüsü bunların hamısının çəkildiyini göstərir. Ölçü və mövqe vacib deyil və istəsəniz daha sonra adını dəyişə bilərsiniz.

Addım 11: Bütün Nəzarətlər Əlavə Edilərək Forma Edin

Form1 artıq hazırdır. Button2 -nin yanındakı qutu kiçik bir şəkil qutusudur. Buraya şəkillər qoya bilərsiniz, ancaq qırmızıdan yaşıl rəngə keçərək hansı düyməni basıldığını göstərmək üçün istifadə edəcəyik. Label1 picaxe qeydlərini göstərir.

Addım 12: Bəzi Kod əlavə edin

Sağ tərəfdə yaşıl rəngdə bir neçə faydalı düymə var - sağdan ikincisi Kod Görünüşü düyməsi və sağdakı düymə Görünüş Dizayneridir. Praktikada kod yazarkən bu fikirlər arasında irəli -geri gedir. Ümumiyyətlə, Dizayner rejimindəsinizsə, bir düymə kimi bir obyektə iki dəfə basmaq Kod Görünüşündə bir kod əlavə etmək üçün bir yer açır və ya düyməni basıldıqda işləyən kod parçasına götürür. Bu şəkildə proqram axını olduqca intuitiv hala gəlir - istifadəçi hər şeyi və kodun işləməsini və ekranı dəyişməsini və s. Tıklayır, məqsədlərimiz üçün bütün iş kodunu aldatmaq və yapışdırmaq niyyətindəyik. İctimai Sınıf Formu 1 olacaq … Sınıfa Bitir - bunu seçin və silin. İndi aşağıdakı kodu götürün və yapışdırın. Import System. IOImports Strings = Microsoft. VisualBasic 'beləliklə sol kimi şeyləri istifadə edə bilər (və sağ (stringsPublic Class Form1Public Sub Sleep Lib "kernel32" (ByVal dwMilliseconds Integer)) yuxu ifadələri üçünDim WithEvents serialPort Yeni IO. Ports. SerialPort 'serial portu elan edirDim PicaxeRegisters (0 -dan 13 -ə qədər) Byte' olaraq b0 -a b13Private Sub Form1_Load (ByVal göndərən obyekt olaraq, ByVal e System. EventArgs olaraq) Me. LoadTimerləri idarə edir. = Doğru ', bunu koda yaradıldığında default olaraq false olaraq qoyunTimer1. Interval = 5000' 5 secondsPictureBox1. BackColor = Color. Red '' red'Array. Clear (PicaxeRegisters, 0, 13) 'mövqeyini təyin etdi, ehtimal ki, serial elan edildiyi kimi lazım deyil. blankEnd SubPrivate Sub Timer1_Tick (ByVal sender as System. Object, ByVal e as System. EventArgs) Timer Handles1. Tick 'timer hər 5 saniyədə zəng edir SerialTxRx ()' ilə danışın picaxeEnd SubSub SerialTxRx () Dim LabelString olaraq göstərin DataP acket (0 -dan 17 -ə qədər) Byte 'bütün məlumat paketi "Data" +14 bytesDim i Tamsayı olaraq' i həmişə looplar üçün faydalıdır. LabL1 Asc (Orta ("Məlumat", i + 1, 1)) '"Data" sözünü packetNextFor i = 0 -a 13DataPacket (i + 4) = PicaxeRegisters (i)' əlavə edin, bütün baytları packetNextIf serialPort -a əlavə edin. IsOpen ThenserialPort. Close () 'artıq açıldığı halda IfTryWith serialPort. PortName = "COM1"' Əksər yeni kompüterlər standart olaraq com1 -dir, lakin 1999 -cu ildən əvvəl seriyalı siçanı olan hər hansı bir kompüter, ehtimal ki, com2. BaudRate = 2400 '2400 -də maksimum dəyərdir. kiçik pikakslar üçün sürət. Parity = IO. Ports. Parity. None 'parity yoxdur. DataBits = 8' 8 bit. StopBits = IO. Ports. StopBits. One 'one stop bit. cavab yoxdursa. Açın () 'seriyalı portu açın. DiskardInBuffer ()' giriş tamponunu silin. Yazın (DataPacket, 0, 18) 'datapacket array göndərinCall Sleep (300)' u gözləmək üçün minimum 100 milisaniyə. Məlumat axını daha uzun olarsa r məlumatları geri qayıdacaq və daha çox. Oxuyun (DataPacket, 0, 18) 'data paketində oxuyun. Bağlayın ()' serial portunu bağlayınİlə ForFor i = 4 -dən 17 -ə qədər LabelString = LabelString + "" + Str (DataPacket (i)) 'mətn sətirinə çevrilirNextLabel1. Text = LabelString', mətn sətrini Exception'MsgBox (ex. ToString) kimi ekranın üstünə qoyun 'Label1. Text = " Zaman aşımı "" picaxe bağlı deyilsə bunu göstərəcək və s. EndEEnd SubPrivate Sub Button1_Click (ByVal göndərən System. Object, ByVal e As System. EventArgs) Button1. ClickPictureBox1. BackColor = Color. Red 'qutusunu redPicaxeRegisters (0) olaraq dəyişdirin. 120 'servoEnd SubPrivate Sub Button2_Click (ByVal göndərən System. Object, ByVal e As System. EventArgs olaraq) üçün Button2. ClickPictureBox1. BackColor = Color. Green' qutusu üçün greenPicaxeRegisters (0) = 160 'ixtiyari dəyəri servoEnd SubEnd Class

Addım 13: Proqramı işə salın

Pikaksi işə salmırsınızsa onu gücləndirin. Ekranın yuxarısındakı ortasına yaxın yaşıl üçbucağa tıklayaraq vb.net proqramını işlədin. Qaçış üçbucağının sağında bir fasilə və dayandırma düymələri var və ya bir menyu əlavə etmisinizsə sağ üst x düyməsini və ya Fayl/Çıxışla proqramı dayandıra bilərsiniz. İstəsəniz proqram tərtib edilə bilər, ancaq ayıklama üçün onu VB daxilində buraxaq. Taymer hər 5 saniyədə bir bayt göndərir, buna görə də ekranın görünməsi 5 saniyə çəkir.. Bunlar pikaksiyaya göndərilir və sonra yenidən geri göndərilir. 14 -ü göndərmək demək olar ki, lazım deyil və kodunuz uyğun olaraq dəyişdirilə bilər. 152 dəyəri olan ikinci bayt, 0 -dan 255 -ə qədər dəyişən qazanın dəyəridir. 1 düyməsinə tıklandıqda ilk baytda 120, düyməyə 2 tıklandıqda isə 160 göndərir və picaxe proqramı bunları və Bu kod, məlumatların necə göndəriləcəyini və mikrokontrolördən məlumatların necə alınacağını göstərir. Mikro nəzarətçi hər cür cihazı yandıra bilər - evimin ətrafında 30 -a yaxın çiləyicilər, işıqlar, təhlükəsizlik, iş yerlərində avtomobilləri aşkar etmək, 3.6Kw gücündə bir sıra nasosları işə salmaq və tanklardakı suyun səviyyəsini hiss etmək olar. Picaxes adi bir avtobusda papatya ilə zəncirlənə bilər və hətta bir -biri ilə radio bağlantıları vasitəsi ilə ünsiyyət qura bilər. Veb saytlardan məlumat yükləmək və yükləmək və buna görə də dünyanın istənilən nöqtəsində cihazları birləşdirmək üçün internetdən istifadə etmək mümkündür https://www.instructables. com/id/Worldwide-microcontroller-link-to-for-20/Növbəti iki səhifədə fərqli sensorların necə istifadə olunacağına və fərqli cihazların necə idarə olunacağına dair bəzi nümunələr var. Dr James Moxham Adelaide, Cənubi Avstraliya

Addım 14: Giriş Cihazları

Picaxe proqramçısı, "Interfacing circuit" adlanan və https://www.rev-ed.co.uk/docs/picaxe_manual3.pdf ünvanından əldə edilə bilən çox faydalı kömək sənədlərindən ibarətdir. Bu, mühərriklərin necə idarə olunacağını göstərir. ətraf mühiti və digər faydalı nəzarəti hiss edin. Bu cirucitsə əlavə olaraq, təkrar -təkrar istifadə etdiyim bir neçə var. Temperatur - LM35 temperatur sensoru birbaşa pikaksiyaya gedə bilən və readadc və ya readadc10 əmri ilə oxuna bilən bir gərginlik istehsal edir. İşıq - İşıqdan asılı bir rezistorun parlaq günəş işığında bir neçə yüz ohmdan 5 meqohm -a qədər qara rəngdə dəyişən bir müqaviməti var. Keçmək istədiyiniz işıq səviyyəsindəki müqaviməti ölçün və LDR -ni təxminən eyni dəyərə malik bir rezistorla ardıcıl olaraq qoyun. Məsələn, bəzi işıqları yandırmaq üçün avtoparka girən bir avtomobilin işıqlarını aşkar etmək istədim. Müqavimət dolayı işıqdan təxminən 1M idi, buna görə LDR ilə birlikdə 1M qoydum. Keçid - bəzi açarlar 5V ilə 0V arasında dəyişir (tək dirəkli ikiqat atma açarı), amma bəziləri sadəcə açılır və sönür. Bir açar açılsa 5V -ni bir pikaks çipinə göndərə bilər, ancaq söndürüldükdə piks pin "üzən" olar və hər hansı bir dəyər ola bilər. Bu sxem, açar söndürüldükdə girişin yerə necə çəkiləcəyini göstərir. Bu, ən çox düymə açarı üçün istifadə ediləcək bir dövrədir. Düyməni bükün və gərginliyi çipə oxuyun. 0-5V arasında bir gərginlik yaradan və ya asanlıqla konfiqurasiya edilə bilən hər cür digər elektron cihaz var. Nümunələr maqnit sensorlar, rütubət, sürət, toxunma, infraqırmızı işıq, təzyiq, rəng və səsdir. Ümumiyyətlə, sensorlar hər birinin cəmi bir neçə dollara başa gəlir.

Addım 15: Nəzarət Cihazları

Picaxe yardım sənədində mühərriklərin və işıqların necə idarə olunacağına dair əla bir izahat var. Əlavə olaraq, dəfələrlə istifadə etdiyim bir neçə sxem olduğunu görürəm. Birincisi, sadə bir tranzistor dövrəsidir. Bir picaxe çipi, pin açmaq üçün maksimum 20mA aça bilər ki, bu da LED -i yandırmaq üçün yaxşıdır, amma başqa bir şey deyil. 547 tranzistor, kiçik ampullər üçün yaxşı olan cərəyanı 100 mA -a qədər artırır, ikinci dövrədə bir mosfet göstərilir. Mosfetlərin onları idarə etmək üçün praktiki olaraq heç bir cərəyana ehtiyacı yoxdur - yalnız pikaks tərəfindən birbaşa idarə oluna bilməsi üçün yalnız voltlar. Hər cür mosfet var, amma mənim seçimim BUK555 60B adlanır https://www.ortodoxism.ro/datasheets/philips/BUK555-60A.pdf Birbaşa 5V-dən idarə oluna bilər (10V lazım olanlardan fərqli olaraq) əsas üstünlüyü, açıldığında son dərəcə aşağı müqavimətə malik olmasıdır - 0,045 ohm, bu ona qoşulan tellərin müqavimətindən çox deyil. Bu, enerjiyə qənaət edən və həm də soyuducu xərclərinə qənaət edən olduqca yüksək yüklər sürərkən istiləşməməsi deməkdir. Bir avtomobil farası kimi 5amp yükü idarə edən bir nümunə olaraq; vat = cari kvadrat x müqavimət, buna görə W = 5*5*0,045 = 1,12 vat, yalnız 1 düym kvadrat nazik alüminium kimi bir soyuducuya ehtiyac duyar. Üçüncü dövrə bir röleyi göstərir. Bütün rölelər üçün bir neçə parametr var - bobin gərginliyi, bobin müqaviməti və yük gərginliyi və cərəyanı. Məsələn, bir rölin cərəyanı 30mA olan, bobin müqaviməti 400 ohm olan 12V bobinə malik ola bilər və 1 amperdə 240V -a qədər sürə bilər. Bobin cərəyanı bir pikaksın verə biləcəyindən daha çox volt və amperdir, buna görə də bobini dəyişdirmək üçün tranzistor sxemindən istifadə edirik. Daxil olan bir diod da var - bu, röle sönəndə arxa EMF -ni sıxışdırır. Geri EMF, buji üçün qığılcım yaradan şeydir, buna görə də bu yüksək gərginliyi bir dövrə daxilində istəmirsiniz. Kontaktlarda maksimum cərəyan və volt olacaq - cərəyan bir neçə amper ola bilər və voltlar tez -tez 240V -dir, buna görə də 12V və ya 24V -un dəyişdirilməsi diapazonda yaxşı olacaq. Elektronika sahəsində təcrübəniz yoxdursa, şəbəkə gərginliyi ilə oynamayın. 5V və ya 6V coil gərginlikli kiçik rölelər də var. Bu röleler üçün ayrı bir 12V təchizatına ehtiyacınız olmaya bilər, ancaq bir çoxunun cərəyanı 100mA -dan çox olduğu üçün bobin müqavimətini izləyin. Əgər belədirsə və 78L05 100mA 5V tənzimləyicisini istifadə edirsinizsə, bunu 1 amperə qədər təmin edə bilən 7805 tənzimləyiciyə dəyişmək istəyə bilərsiniz. Rölelər, xüsusən də AC -nin dəyişdirilməsi üçün faydalıdır - məsələn, 24VAC bağ çiləyiciləri, 12VAC bağ işıqları və avtomobil kimi elektrik səs -küylü mühitlərdə. Həm də böyük yükləri idarə etmək üçün faydalıdır, məsələn, 5V = 0.1W -da 20mA verən bir pikaks, 100VA -da 12V -lik bir tranzistoru 12V -ə nəzarət etmək, 24V 100mA = 2.4W -lik bir röleyə 3600W -lik bir nasos idarə edən kontaktora. Gücünü belə idarə etmək istəyirsinizsə, bir elektrik ustasına bir nəzarət qutusunu bağlayın və sizə çıxa biləcəyiniz iki tel (12V rölesi üçün bobin telləri) verin. Bu yolla elektrikçi elektrik qutusuna imza ata bilər və elektrik cərəyanı vurmaqdan narahat olmadan bütün elektronikanı edə bilərsiniz. Röle üçün başqa bir istifadə, bir motor üçün tərs nəzarətdir. Darbe genişliyi modulyasiyasından istifadə edərək bir DC mühərrikinin sürətini idarə edə bilərsiniz və DPDT güc rölesi ilə istiqaməti dəyişə bilərsiniz. Bu, 'robot müharibələrində' istifadə edilənlər kimi böyük mühərrikləri idarə etməyin sadə bir yoludur. Bir şey qurmaq üçün kömək lazımdırsa, şərh yazın.